【C++】C/C++内存管理

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C/C++内存分布

int globalVar = 1;

static int staticGlobalVar = 1;

void Test()

{

static int staticVar = 1;

int localVar = 1;

int num1[10] = {1, 2, 3, 4};

char char2[] = "abcd";

char* pChar3 = "abcd";

int* ptr1 = (int*)malloc(sizeof (int)*4);

int* ptr2 = (int*)calloc(4, sizeof(int));

int* ptr3 = (int*)realloc(ptr2, sizeof(int)*4);

free (ptr1);

free (ptr3);

}

习题

1. 选择题：

  选项: A.栈 B.堆 C.数据段(静态区) D.代码段(常量区)

  globalVar在哪里？__C__  staticGlobalVar在哪里？__C__

  staticVar在哪里？__C__  localVar在哪里？__A__

  num1 在哪里？__A__

  

  char2在哪里？__A__   *char2在哪里？_A__

  pChar3在哪里？_A___   *pChar3在哪里？__D__

  ptr1在哪里？__A__    *ptr1在哪里？__B__



2. 填空题：（32位程序）

  sizeof(num1) = __40__;  

  sizeof(char2) = __5__;   strlen(char2) = __4__;

  sizeof(pChar3) = __4__;   strlen(pChar3) = __4__;

  sizeof(ptr1) = __4__;

1. 堆又叫堆栈，非静态局部变量、函数参数、返回值等等，栈是向下增长的。
2. 内存映射段是高效的I/O映射方式，用于装载一个共享的动态内存库。用户可使用系统接口创建共享内存，做进程间通信。
3. 堆用于程序运行时动态内存分配，堆是可以向上增长的。
4. 数据段 -- 存储全局数据和静态数据。
5. 代码段 -- 可执行的代码/只读常量

C语言中动态内存管理方式

malloc， calloc， realloc 的区别？

calloc 会初始化， 相当于 malloc + memset， 按字节初始化，空间每个字节都初始化为0。 realloc扩容，分为原地扩，异地扩。

C++ 内存管理方式

申请和释放单个元素的空间，使用new和delete操作符，申请和释放连续的空间，使用new[]和delete[]。

int* p1 = new int(5); 

动态申请一个int空间，这块空间初始化为5.

int* p2 = new int[5];

动态申请5个int空间。

int* p3 = new int[5]{1,2,3,4,5};

给上初始值

new和delete操作自定义类型

在申请自定义类型的空间时，new 会调用构造函数， delete 会调用析构函数，而 malloc 与 free 不会。

==operator new 与 operator delete函数==

new 和 delete 是用户进行 动态内存申请 和释放的操作符， operator new 和 operator delete 是系统提供的全局函数。 new 在底层调用operator new全局函数来申请空间，delete 在底层通过operator delete全局函数来释放空间。

• operator new :该函数通过 malloc 来申请空间，当 malloc 申请空间成功时直接返回；申请空间失败，尝试执行空间不足应对措施，如果改应对措施用户设置了，则就行申请，否则 跑异常。
• operator delete：该函数最终是通过free来释放空间的。

new和delete的实现原理

1. 内置类型 如果申请的是内置类型的空间， new 和 malloc， delete和free基本类似，不同的地方是：new/delete申请和释放的是单个元素的空间。 new[] 和 delete[] 申请的是连续空间，而且new在申请空间失败时会抛异常， malloc 会返回 NULL。

2. 自定义类型

• new的原理

1. 调用 operator new 函数申请空间
2. 在申请的空间上执行构造函数，完成对象的构造。

• delete的原理

1. 在空间上执行析构函数，完成对象中资源的清理工作。
2. 调用 operator delete 函数释放对象的空间。

• new T[N]的原理

1. 调用operator new[]函数，在operator new[]中实际调用operator new函数完成N个对象空间的申请
2. 在申请的空间上执行N次构造函数

• delete[]的原理

1. 在释放的对象空间上执行N次析构函数，完成N个对象中资源的清理
2. 调用operator delete[]释放空间，实际在operator delete[]中调用operator delete来释放空间

malloc/free和new/delete的区别

malloc/free和new/delete的共同点是：都是从堆上申请空间，并且需要用户手动释放。

不同的地方是：

1. malloc和free是函数，new和delete是操作符
2. malloc申请的空间不会初始化，new可以初始化
3. malloc申请空间时，需要手动计算空间大小并传递，new只需在其后跟上空间的类型即可
4. malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间的类型
5. malloc申请空间失败时，返回的是NULL，因此使用时必须判空，new不需要，但是new需要捕获异常
6. 申请自定义类型对象时，malloc/free只会开辟空间，不会调用构造函数与析构函数，而new在申请空间后会调用构造函数完成对象的初始化，delete在释放空间前会调用析构函数完成空间中资源的清理